Реферат на тему катодная защита

Обновлено: 30.06.2024

Катодная защита трубопроводов ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА Курсовая работа КАТОДНАЯ ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ Вариант № 19

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ

2. РАСЧЕТ УСТАНОВКИ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ

2.1 Электрические параметры трубопровод

2.2 Основные параметры установки катодной защиты

2.3 Параметры анодного заземления

2.4 Параметры дренажной электроники

2.5 Параметры катодной станции

3. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

1. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ

Катодную защиту подземных трубопроводов от почвенной коррозии осуществляют путем образования на защищаемом металле отрицательного защитного потенциала по отношению к окружающей коррозионной среде (катодная поляризация).

Обычно катодную защиту используют совместно с наружным изоляционным покрытием, что уменьшает необходимый ток на несколько порядков. По мере разрушения покрытия в процессе эксплуатации и оголения металла катодный ток должен возрастать для обеспечения защиты трубопровода.

Максимальное (по абсолютной величине) значение защитной разности потенциалов находится у точки дренажа, лежащей против анода.

По мере удаления от точки дренажа вдоль трубопровода значение наложенной разности потенциалов уменьшается. Следует помнить, что для изолированных трубопроводов значительное завышение наложенной разности потенциалов оказывают вредное влияние на адгезию покрытия к металлу.

Схема катодной защиты трубопровода.

1. катодная станция;

3. анодное заземление;

2. защищаемый трубопровод;

4. дренажные линии.

Работа катодной станции заключается в том, что отрицательный полюс катодной станции соединен с трубопроводом и трубопровод поляризуется отрицательными относительно стационарного потенциала — ц_стац. Величину отрицательного потенциала нельзя увеличивать до бесконечности, т.к. начинает происходить разрушение защитного покрытия трубопровода.

2. РАСЧЕТ УСТАНОВКИ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ

Основными элементами установки катодной защиты (УКЗ) являются: катодная станция (источник постоянного тока), анодное заземление и дренажная электролиния.

Для расчета УКЗ последовательно определяют:

ѕ расстояние между трубопроводом и анодным заземлением;

ѕ силу тока катодной установки;

ѕ параметры дренажной электролинии;

ѕ параметры катодной станции. Для определения этих параметров необходимы следующие исходные данные:

ѕ размеры трубопровода (l=37 000 м, d=377 мм и =25 мм);

ѕ удельное сопротивление грунта по трассе трубопровода (;

ѕ вид, форма и материал электрода анодного заземления — вертикальный стальной.

2.1 Электрические параметры трубопровода

2.1.1 Электрические параметры трубопровода объединяют в себе вышеупомянутые первичные и вторичные параметры.

2.1.2 Продольное сопротивление трубопровода находим по формуле:

p_T — удельное электрическое сопротивление металла трубопровода, p_T =0,098 Ом•мм 2 /м;

Д_Т — наружный диаметр трубопровода, мм;

д_Т — толщина стенки трубопровода, мм.

2.1.3 Постоянная распространения тока вдоль трубопровода, характеризующая протяженность зоны катодной защиты:

Приближенно длина катодной защиты обратно пропорциональна постоянной распространения тока.

2.2 Основные параметры установки катодной защиты

2.2.1 При проектировании УКЗ основными параметрами являются сила защитного тока и протяженность защитной зоны. В нашем упрощенном случае протяженность защитной зоны равна заданной длине трубопровода.

1,22 — (- 0,67) = 0,55 В где U_max — максимальный защитный потенциал, В;

При новом изоляционном покрытии U_n принимается равным -0,67 В по отношению к неполяризующемуся медно-сульфатному электроду (МСЭ) сравнения, а величина U_max составляет -1,22 В по МСЭ.

1,52 — (- 0,67) = 0,95 В При изоляционном покрытии, имеющем частичное сооружение, усредненная величина естественного потенциала принимается -0,57 В по МСЭ, а максимальный защитный потенциал составляет -1,52 В по МСЭ [8, "https://referat.bookap.info"].

2.2.4. Кратчайшее расстояние от трубопровода до анодного заземления:

где К_В — коэффициент, учитывающий взаимодействие соседних катодных установок К_В = 1;

р_з — удельное сопротивление земли в поле токов катодной установки, Ом•м;

L — протяженность плеча защиты (в нашем случае равна половине длины трубопровода), м.

2.2.5 Силу тока в цепи катодной установки в начальный расчетный период эксплуатации:

2.2.6 Силу тока в цепи катодной установки в конечный расчетный период эксплуатации:

2.3 Параметры анодного заземления

2.3.1 Анодное заземление характеризуется сопротивлением растеканию, стабильностью этого сопротивления в течении года, длительностью срока службы, стоимостью сооружения заземления и его срока службы. Для уменьшения непроизводительных потерь электроэнергии на заземлении необходимо максимально уменьшить сопротивление растеканию. Сопротивление, оказываемое землей, зависит от ее удельного сопротивления и от характера распределения тока в ней. В свою очередь характер распределения тока, стекающего с заземлителей, определяется их размером и формой, а также месторасположением, по отношению к земной поверхности.

2.3.2 Сопротивление растеканию электрода, расположенного вертикально:

где, р₃ — удельное электрическое сопротивление грунта, Ом•м;

l_э — длина электрода, принимаем равной 5 м;

d_э — диаметр электрода, м, принимаем 0,1 м;

H_э — глубина установки электрода (расстояние от уровня земли до уровня электрода), принимаем 1,5 м.

2.3.3 Число электродов в заземлении при заданном расстоянии между ними:

где — I_к — сила тока катодной установки в конце расчетного периода, А;

R₃ — сопротивление растеканию одиночного электрода, Ом;

С_э — сопротивление 1кВт/ч электроэнергии, принимаем равной 0,25 грн/кВт;

С_а — стоимость одного электрода, принимаем равной 900 грн.;

— КПД катодной установки (0,7 — 0,8);

_э — коэффициент экранирования электродов (0,7);

_м — коэффициент использования электродов (0,8 — 0,9).

2.3.4 Общее сопротивление растеканию анодного заземления состоящего из N параллельно включенных отдельных электродов:

R₃= F•(R_Г/N)=0,91•(8,43/1)=7,67 Ом где F — коэффициент сопротивления для группы электродов:

2.3.5 Срок службы анодного заземления определяется по формуле:

где, m₃ — масса металла заземления;

К_н — коэффициент неравномерности растворения заземления, равный 1,1 — 1,3;

g_з — потеря массы материала заземления вследствие анодного растворения (электрохимический эквивалент), кг/А•год (для стальных электродов без активатора равна 10 кг/А•год);

I_3.ср -среднее значение тока, стекающее с заземления,

2.4 Параметры дренажной электроники

2.4.1 Дренажные провода соединяют катодную станцию с защищаемым трубопроводом и анодным заземлением. В зависимости от местных условий, дренажные электролинии может быть выполненными подземными или воздушными: допустимая длительная токовая нагрузка для голых медных проводов марки М4 (вне помещений) — 50; наименьшее сечение проводов, допустимое по механической прочности для воздушной линии на напряжение до 1000 В при расстоянии между опорами до 25 м — 6 мм 2 .

2. Для определения потерь напряжения и мощности в дренажной электролинии, которые естественно стремиться усилить, нужно знать электрическое сопротивление дренажных проводов:

где р — удельное электрическое сопротивление материала проводника, Ом•м/м;

l_ПР — длина дренажной электролинии (для упрощения принимаем l_ПР=У), м;

r — сопротивление проводника, равное 0,019 Ом/м.

катодная защита трубопровод

2.5 Параметры катодной станции

2.5.1 Мощность катодной станции и напряжение на входе определяют для начального и конечного периода. За конечный период принимаем амортизационный срок службы катодной станции, равный 10 годам.

2.5.2 Напряжение на выходе катодной станции в начальный период эксплуатации:

2.5.3 Напряжение на выходе катодной станции в конечный период эксплуатации:

2.5.4 Мощность на выходе катодной станции в начальный период эксплуатации:

2.5.5 Мощность на выходе катодной станции в конечный период эксплуатации:

2.5.6 На основе электрических параметров на выходе катодной станции определяем условную величину катодной станции — 2, с максимальной силой защитного тока 2,5 — 3,5 А, верхний предел регулируемого напряжения = 48 В.

Наибольшее распространение получили сетевые катодные станции с выпрямителями. При отсутствии электросети применяют катодные станции с теплоэлектрогенераторами или генераторами, работающими на топливе, отбираемом из трубопровода.

3. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Введение
1. Виды коррозии
2. Причины и механизм коррозии трубопроводов
3. Способы защиты трубопроводов от коррозии
4. Способы электрохимической защиты
5. Катодная защита
5.1. Режимы работы СКЗ
5.2. Характеристики СКЗ
6. Организация ЭХЗ
7. Дистанционный контроль работы СКЗ
Заключение

Трубопроводы и оборудование в процессе эксплуатации подвергаютсяпроцессу коррозии.
Коррозия металла труб происходит как снаружи под воздействием почвенного электролита (в почве всегда находится влага и растворённые в ней соли), так и внутри, вследствие примесей влаги, сероводорода и солей, содержащихся в транспортируемом углеводородном сырье. Коррозия металлических сооружений наносит большой материальный и экономический ущерб. Она приводит к преждевременному износуагрегатов, установок, линейной части трубопроводов, сокращает межремонтные сроки оборудования, вызывает дополнительные потери транспортируемого продукта.
При подземной прокладке стальные трубопроводы подвергаются почвенной коррозии. В грунтах почти всегда содержатся соли, кислоты, щелочи и органические вещества, которые вредно действуют на стенки стальных труб. В некоторых случаях такая коррозия можетвызвать очень быстрое появление сквозных свищей в металле трубы и этим вывести трубопровод из строя, такие разрушения происходят особенно часто в трубопроводах, уложенных без достаточной защиты от коррозии.
Успешная защита трубопроводных систем от коррозии может быть осуществлена при своевременном обнаружении коррозионных разрушений, определении их величины и выборе защитных мероприятий. Вначальный период эксплуатации состояние трубопровода определяется качеством проектирования и строительства. Влияние этих факторов уменьшается во времени и доминирующее значение приобретают условия работы трубопровода. В процессе работы изменение технического состояния транспортной магистрали происходит под воздействием эксплуатационных факторов, одним из которых является коррозия внутренней и внешнейповерхности труб. При электрохимической защите подземных трубопроводов требуется выполнять ряд измерений: разности потенциалов труба-земля; поляризационного потенциала на трубопроводе; величину коррозионной активности грунтов; состояние изоляционного покрытия. Перечисленные измерения позволяют оценить остаточный эксплуатационный ресурс труб с учетом эффекта старения металла.
Периодичность процедурдиагностирования и прогнозирования технического состояния зависит от времени эксплуатации трубопровода, поскольку, как правило, первые коррозионные проявления обнаруживаются после нескольких лет эксплуатации. В связи с этим составляются годовые планы и графики профилактического обследования подземных трубопроводов в результате которого выявляются дефекты поверхности трубопровода и его изоляционного покрытия. Обнаруженныекрупные дефекты устраняются.

1. Виды коррозии

Коррозия в зависимости от механизма реакций, протекающих на поверхности металла, подразделяется на химическую и электрохимическую.
Химическая коррозия представляет собой процесс разрушения металла при взаимодействии с сухими газами (газовая коррозия) или жидкими неэлектролитами (коррозия в неэлектролитах) по законам химических реакций и несопровождается возникновением электрического тока. Продукты коррозии в этом случае образуются непосредственно на всем участке контакта металла с агрессивной средой.
При длительной эксплуатации трубопроводов, защищенных только изоляционным покрытием, возникают сквозные коррозионные повреждения уже через 5—8 лет после укладки трубопроводов в грунт вследствие почвенной коррозии, так как изоляция со временем теряетпрочностные свойства и в ее трещинах начинаются интенсивные процессы наружной электрохимической коррозии. Суть процессов электрохимической коррозии заключается в следующем.
Электрохимическая коррозия (коррозионное разрушение) возникает под действием коррозионно-активной среды, разнообразна по характеру, вызывает большинство коррозионных разрушений.

Больше 15 лет я разрабатываю станции катодной защиты. Требования к станциям четко формализованы. Есть определенные параметры, которые должны быть обеспечены. А знание теории защиты от коррозии совсем не обязательно. Гораздо важнее знание электроники, программирования, принципов конструирования электронной аппаратуры.

Создав этот сайт, я не сомневался, что когда-нибудь там появится раздел катодная защита. В нем я собираюсь писать о том, что я хорошо знаю, о станциях катодной защиты. Но как-то не поднимается рука писать о станциях, не рассказав, хотя бы коротко, о теории электрохимической защиты. Постараюсь рассказать о таком сложном понятии как можно проще, для не профессионалов.

История развития катодной защиты настолько занимательная глава, что я изложил ее в отдельной статье. Она не имеет практического значения. Просто интересно.

Для того чтобы защитится от коррозии, надо понять, что такое коррозия, природу ее происхождения.

Электрохимическая коррозия.

Коррозию можно определить как реакцию материала с окружающей средой, вызывающую в нем ощутимые изменения.

Изменения – понятие расплывчатое. Поэтому существует понятие коррозионного повреждения, основными признаками которого является нарушение функционирования объекта, например разрушение все той же металлической трубы. Не все реакции ведут к повреждению. Если труба станет коричневой или зеленой, но не будет протекать, это не будет считаться коррозионным повреждением.

Материалы и окружающая среда бывают разными. Бывают разными и реакции между ними. В основе коррозии могут лежать чисто химические реакции. Но вряд ли кого-либо заинтересует коррозия висмута в растворе дигидрофосфата натрия. Гораздо важнее знать о коррозии железной трубы, закопанной в землю.

Так вот, практический интерес имеет коррозия металлических материалов в водных средах, т.е. электрохимическая коррозия. В основе ее лежат реакции, имеющие электрохимическую природу.

В детстве я был любознательным мальчиком. Я проводил опыты по гальваническому осаждению меди на железные предметы, чем удивлял своих одноклассников. Но еще больше я поразил их, когда принес в школу лезвие от безопасной бритвы с вырезанной на нем сквозной надписью. Эффект я усилил сказав, что сделал это лазером. Конечно, я просто покрыл лезвие лаком, иголкой выцарапал надпись, опустил в жестяную банку с раствором соли, подключил электрический ток и немного подождал. Теперь я понимаю, что мои детские опыты были иллюстрацией того, как происходит электрохимическая коррозия и как от нее защититься. (Рассказ о моих детских опытах не художественный вымысел, а чистая правда.)

Итак, объекты процесса электрохимической коррозии:

среда – раствор электролита (почва всегда влажная, поэтому это тоже раствор электролита);
граница раздела среда-металл;
металл.

Все перечисленные объекты способны проводить электрический ток, обладают хорошей электропроводностью. В растворе электролита содержатся анионы и катионы. Они создают электрический ток. Ток протекает через участок металл – раствор электролита. За счет этого тока на границе раздела происходит электрохимическая реакция, на которую могут влиять еще и внешние токи. Влиять они могут по-разному, как усиливать коррозию, так и замедлять ее.

За счет тока на границе образуется разность потенциалов. Ее невозможно измерить. Поэтому измеряют потенциал специального электрода сравнения. Он является своеобразным суммарным показателем электрохимической реакции.

Физическое объяснение электрохимической коррозии выглядит так. В металле присутствуют ионы железа (положительно заряженные) и электроны (с отрицательным зарядом). Оба компонента реагируют с раствором электролита.

При положительном токе металл переходит в раствор, что связано с прохождения ионов и вызывает потерю массы металла (растворение металла).
При отрицательном токе в раствор проходят электроны, и происходит это без потери массы металла.

В первом случае происходит анодная, а во втором случае - катодная электрохимические реакции. Анодная реакция (растворение металла) вызывает коррозию. Катодная реакция является процессом обратным коррозии и используется в гальванотехнике для нанесения гальванических покрытий.

Принцип действия катодной защиты.

Понятно, что для защиты объекта от коррозии необходимо вызвать катодную реакцию и не допустить анодную. Сделать это можно, если искусственно создать отрицательный потенциал на защищаемом объекте.

Для этого необходимо разместить в среде (почве) анодные электроды и подключить внешний источник тока: минус к объекту защиты, а плюс – к анодным электродам. Ток пойдет по цепи анодный электрод – почвенный электролит – объект защиты от коррозии.

С точки зрения гальванических процессов металлический объект будет катодом, а дополнительный электрод – анодом.

Таким образом, коррозия объекта прекратится. Разрушаться будет только анодный электрод. Он называются анодным заземлением. Анодные электроды делают из инертного материала и периодически меняют.

Станция катодной защиты.

Ток для катодной защиты вырабатывает специальное устройство - станция катодной защиты.

По сути это источник вторичного электропитания, специализированный блок питания. Т.е. станция подключается к питающей сети (как правило ~ 220 В) и вырабатывает электрический ток с заданными параметрами.

Вот пример схемы системы электрохимической защиты подземного газопровода с помощью станции катодной защиты ИСТ-1000.

Станция катодной защиты установлена на поверхности земли, вблизи от газопровода. Т.к. станция эксплуатируется на открытом воздухе, то она должна иметь исполнение IP34 и выше. В этом примере используется современная станция, с контроллером GSM телеметрии и функцией стабилизации потенциала.

В принципе, станции катодной защиты бывают очень разными. Они могут быть трансформаторными или инверторными. Могут быть источниками тока, напряжения, иметь различные режимы стабилизации, различные функциональные возможности.

Станции прошлых лет это громадные трансформаторы с тиристорными регуляторами. Современные станции это инверторные преобразователи с микропроцессорным управлением и GSM телемеханикой.

Выходная мощность устройств катодной защиты, как правило, находится в диапазоне 1 – 3 кВт, но может доходить и до 10 кВт. Станциям катодной защиты и их параметрам посвящена отдельная статья.

Нагрузкой для устройства катодной защиты является электрическая цепь: анодное заземление – почва – изоляция металлического объекта. Поэтому требования к выходным энергетическим параметрам станций, прежде всего, определяют:

состояние анодного заземления (сопротивление анод-почва);
почва (сопротивление грунта);
состояние изоляции объекта защиты от коррозии (сопротивление изоляции объекта).

Все параметры станции определяются при создании проекта катодной защиты:

рассчитываются параметры трубопровода;
определяется величина защитного потенциала;
рассчитывается сила защитного тока;
определяется длина защитной зоны;
выбирается место установки станции;
определяется тип, место расположения и параметры анодного заземления;
окончательно рассчитываются параметры станции катодной защиты.

Применение.

Катодная защита от коррозии получила широкое распространение для электрохимической защиты:

подземных газопроводов и нефтепроводов;
трубопроводов теплосетей и водоснабжения;
оболочек электрических кабелей;
крупных металлических объектов, резервуаров;
подземных сооружений;
морских судов от коррозии в воде;
стальной арматуры в железобетонных сваях, в фундаментах.

Применение катодной защиты обязательно для газопроводов низкого и среднего давления, магистральных газопроводов, нефтепроводов.

Для металлических листов и деталей применяют разные технологии антикоррозийной защиты. Большое распространение получила катодная защита от коррозии. Этот способ обладает рядом характерных особенностей, а чаще всего катодную защиту применяют для крупных объектов. Это могут быть трубы, автомобили, металлические свайные конструкции, морские судна. Как именно происходит защита трубопроводов от коррозии на физическом и химическом уровне?

Основные технологии катодной защиты

Катодная защита — это специальный метод электрохимической защиты металлических объектов от ржавления и коррозии. Главный принцип заключается в том, что на защищаемый металлический объект накладывается отрицательный потенциал электрического тока. Это позволяет минимизировать контакт металла с внешними ионами и веществами, обладающими электрическим зарядом. Технология была разработана примерно 200 лет назад британским ученым Гемфри Дэви. Для подтверждения своей теории он составил несколько докладов, которые были переданы правительству. На основании этих докладов было произведена первая в мире катодная защита крупного промышленного корабля.

Антикоррозийная защита распространяется на различные объекты — трубопроводы, автомобили, дороги, самолеты и так далее. Обратите внимание, что тип металла значения не имеет — это может быть железо, медь, серебро, золото, алюминий, титан и любой другой металл, а также различные сплавы (с лигирующими добавками или без них). Одинаково успешно может выполняться защита от коррозии автомобиля, отдельных фрагментов труб, различных декоративных изделий сложной формы и так далее.

1 способ

Подключение детали к внешнему источнику электрического тока (обычно эту роль выполняются компактные подстанции). В случае применения технологии металлический объект выполняет функцию катода, а электрическая подстанция — функцию анода. Благодаря этому происходит сдвиг электрического потенциала, что позволяет защитить металлический объект от электрически активных частиц. Основные сферы применение данной технологии — защита трубопроводов, сварных конструкций, различных платформ, элементов дорожного покрытия и так далее. Эта технология является достаточно простой и универсальной, поэтому в мире она пользуется высокой популярностью. Ее главный минус — необходимость подключения защитного контура к внешнему источнику тока, что может быть неудобно в случае объектов, которые располагаются вдали от человеческой цивилизации (частично эта проблема решается за счет применения автономных источников энергии).

2 способ

Метод гальванической поляризации (технология гальванических анодов). Эта методика также является достаточно простой и интуитивно понятной: металлический объект присоединяется к другому, который обладает отрицательным зарядом (чаще всего этот элемент из легких металлов — из алюминия, цинка, магния). Технологию гальванической поляризации обычно применяют в тех случаях, когда на поверхности объекта есть защитный слой. Эта технология популярна в Америке, где есть большое количество малонаселенных пунктов и где наблюдается дефицит внешних источников энергии. Эксперты утверждают, что гальваническая поляризации могла бы стать очень популярной в России из-за особенностей нашей географии, если бы на отечественные трубопроводы наносилось защитное покрытие (при таком сценарии применение первой технологии было бы весьма затруднительно, что вынуждало бы людей искать альтернативу).

Технология катодной поляризации

Помимо силы тока и напряжения при работе с катодной поляризацией нужно учитывать еще один важный параметр — это омическое напряжение. В техническом смысле этот параметр отражает тот факт, что по мере протекания электрического заряда со временем напряжение тока в контуре падает. Само падение происходит из-за того, что протекание катодного тока происходит по контуру с более низким зарядом. В случае правильной сборки контура этот показатель является достаточно маленьким — благодаря этому в контуре будет всегда сохраняться один и тот же ток одинаковой мощности.

Технология создания станций защиты

Еще одной технологией создания катодной защиты является подключение элемента к внешним источникам тока. В большинстве случаев для этих целей сооружаются специальные станции катодной защиты (СКЗ), которые состоят из нескольких элементов — главный источник тока, анодное заземление, различные кабели и провода, соединяющие отдельные элементы конструкции и вспомогательные пункты с механическим или компьютерным управлением, которые позволяют контролировать параметры.

Чаще всего данная технология используется для объектов, расположенных рядом с проводами электропередач — это могут быть трубопроводы, различные фабричные постройки и так далее. СКЗ могут работать во многопоточном режиме — в таком случае они будут обслуживать сразу несколько защитных систем. На трубах большое распространение получила практика, при которой на трубы ставится несколько отдельных блоков для более эффективного распределения тока. Дело все в том, что в случае протяженных трубопроводов в местах подключения труб к источникам тока формируются специальные точки с повышенным уровнем напряжения электрического поля — из-за этого может происходить повреждение труб. Применение подобных блоков позволяет распределить электричество равномерно по всему защитному контуру.

Автоматизация

Контрольные пункты могут работать как в ручном, так и в автоматическое режиме:

В случае ручного управления изменение параметров напряжения регулируется оператором. На физическом уровне регуляция осуществляется путем переключения работы трансформатора. Регулируется работа обмотки, что позволяет менять параметры электрического тока.
В случае автоматического управления изменение параметров напряжения регулируется самим устройством на основе параметров, которые когда-то задал оператор. На физическом уровне управление осуществляется с помощью специальных полупроводников-тиристоров. Они включаются или выключаются при отклонении параметров электрического тока от заданных параметров.

Особенности катодной защиты труб

Коррозия в трубопроводах обычно возникает из-за различных дефектов и повреждений труб — разрывы, растрескивание, появление щелей и так далее. Из-за коррозии нарушается герметизация труб, что может привести к полной или частичной поломке трубопровода. Особенно остро эта проблема стоит для подземных трубопроводов. При расположении труб под землей создаются участки с разным электрическим потенциалом. Это связано с неоднородностью грунта и наличия в земли различного мусора неорганического происхождения. При наличии серьезной разности потенциалов отрицательно заряженные ионы в земле начинают вступать в реакцию в металлом. Это приводит к коррозии, которая быстро разрушает трубопровод.

Электрический потенциал

Для уравнения электрических потенциалов необходимо снизить потенциал труб всего на 0,3-0,4 вольт. Это позволяет практически полностью остановить появление ржавчины. В случае правильного проведения работ скорость естественного ржавления составит менее 1 мм в год.

Выбор способа

Для труб подходит технология создания внешних станций защиты. В качестве источников питания в данном случае используют воздушные электролинии с напряжением от 500 до 10000 вольт. Чем больше напряжение, тем больше труб можно обслужить. Иногда таких линий нет на том или ином участке. В таком случае имеет смысл монтаж различных генераторов.

У технологии внешних станций есть один крупный недостаток. Для создания защиты придется проводить трудоемкие и сложные работы. Это значительно увеличивает стоимость создания трубопровода. При работе с большим напряжением в точке подачи электричества может создаваться избыточное электрическое напряжение — из-за этого может возникнуть водородное растрескивание труб, поэтому при проведении монтажных работ разводку электричества нужно производить аккуратно.

Вместо технологии защитных станций можно использовать методику применения гальванических анодов для создания эффекта поляризации. Эта технология подходит для грунтов с малым удельным сопротивлением (до 50 Ом на 1 кв. м). Если же удельное сопротивление грунта будет очень большим, то технология применения гальванических анодов является практически бесполезной в связи с ее малой эффективностью.

Особенности катодной защиты автомобилей

Коррозия на автомобилях часто появляется внезапно. Скорость её распространения очень высокая, поскольку у авто есть большое количество подвижных элементов. Во время эксплуатации в таких элементах могут образовываться различные маленькие трещины и вмятины. Это значительно увеличивает риск появления коррозии. Катодная защита автомобиля от коррозии обычно осуществляется путем перераспределения электрического потенциала.

Обычно используются специальные электронные модули, которые имеют компактные размеры и монтируются внутри автомобиля. Монтаж подобных блоков занимает не более 20 минут.

Дополнительная обработка

Все основные детали автомобиля покрываются специальными красками и мастиками. Они создают на поверхности металла защитный слой. Этот слой обладает электрической нейтральностью. Поэтому при контакте с электрически активными веществами или ионами ржавление не происходит.
Некоторые элементы автомобиля могут покрываться защитными катодными пластинами, которые также минимизируют риск появления ржавчины. Пластинами обычно покрывают подвижные части, которые растрескиваются и повреждаются чаще всего. Это днище автомобиля, арки задних колес, фары, внутренние поверхности дверей и так далее.

Заключение

Коррозия ухудшает технико-эксплуатационные характеристики металла, из-за нее может происходить обрушение металлического объекта и так далее. Чтобы избежать этого сценария, может применяться катодная защита от коррозии. Принцип работы весьма прост — на поверхности металлического тока создается напряжение, которое приводит к оперативному удалению заряженных частиц, что позволяет избежать ржавления металла. Применяются две технологии катодной защиты — подключение к детали внешнего источника тока или подключение к детали дополнительного проводника, который обладает отрицательным зарядом.

Читайте также: